建筑结构设计中裂缝形成的原因及控制措施分析

建筑结构设计中裂缝形成的原因及控制措施分析

高黎黎

高黎黎

中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司新疆乌鲁木齐830001

摘要：随着我国城市化进程的不断加快，混凝土结构得到了广泛的应用。但混凝土工程当前存在着的结构裂缝问题，影响到建筑物的正常使用功能和耐久性。大量的研究和实验结果表明，混凝土结构裂缝是很难避免的，这与材料本身的特性及结构的受力变形机理密切相关。所以要满足建筑的需求和结构的需要，结构设计就是要把混凝土裂缝控制在合理的范围内。下面结合工作实践和经验，就建筑结构设计中混凝土结构裂缝的成因及控制措施进行了探讨。

关键词：建筑；结构设计；裂缝形成；原因；控制措施

引言

混凝土作为建筑施工中不可或缺的材料，使用的愈加广泛。虽然使用频繁，但很多的施工单位其实对混凝土缺乏必要的研究，所以很多时候会造成混凝土裂缝。要真正使工程的施工质量达到标准，加强对混凝土特性的认识是十分必要的。混凝土自身的缺陷决定了裂缝的产生，这也会给建筑带来潜在的安全隐患，不仅会影响人们群众的生产生活，严重的还会危及人的生命。所以在设计建筑物之初，设计人员就应该对不同混凝土强度的前提条件和要求达到熟练运用的程度，以便保证施工的顺利进行。在具体的施工中，要对防止混凝土裂缝的发生有一定的应急预案。待产生裂缝时，设计人员要先分析原因，并找出对策进行补救，只有真正做到这些，建筑质量才能从根本上得到保证。

1建筑结构设计中裂缝形成的原因分析

1.1温度应力因素

使用建筑物期间，砼结构受外部环境条件下温度变化影响，极易形成热胀冷缩现象，结构变形在受约束作用之后，应力便会形成。如果温度变形，其受相邻结构的约束作用，则属外部约束作用。若梁变形，其会受柱约束作用，楼板变形实际收梁柱约束作用等。温度变形会因其内部不均匀的热量所影响，在其内部质点间形成约束作用，即为内部约束作用。这种约束作用，导致温度变形缺乏自由性，结构温度的应力超出砼抗拉性强度状况下，砼结构裂缝问题便会出现。外部约束作用力通常形成在严寒或者炎热地区，内部约束作用力则通常形成在日温差相对较大一些山区。

1.2混凝土水化热引起的混凝土结构裂缝

当前混凝土现浇施工中，均不同程度加入缓凝剂或早强剂等添加剂，造成混凝土硬化过程中的水化热在后期或早期大量地集中释放，从而使混凝土急速膨胀后又冷却干缩，导致混凝土不规则裂缝的形成。而且，在体积较大、厚度较厚的混凝土浇筑中，因浇筑成型时间差异使混凝土内部水化热不均匀释放，导致内部膨胀和收缩不一致并相互制约而产生裂缝。

1.3地基变形引起的混凝土结构裂缝

在基础设计过程中，对于其中一些可塑、软塑地基可满足承载不大的建筑物，短期使用也不会有沉降的影响，但是经过长时间的软基脱水固结，也会造成建筑物不均匀沉降而产生开裂。此外，有些建筑地基是换填处理的，也会在长时间的填土固结变形中产生不均匀沉降而导致上部混凝土结构开裂。

1.4结构变形不协调引起的混凝土结构裂缝

在结构设计中，有时会不注意将刚度差异较大的结构设置在一起，导致协同变形中，刚度较大的结构拉坏刚度较小的结构。如预应力梁、框支梁等高度较大梁变形较大，经常会把位于梁受拉（压）区的侧边楼板带动变形而产生混凝土结构裂缝。

2建筑结构设计中裂缝的控制措施

2.1注重保温隔热

为防止砼结构由于温度应力因素所影响有裂缝状况出现，不仅需在做砼养护期间，借助浇水、覆盖等措施维持砼均匀的散热状态，还需注重保温隔热，设计期间还需设计外部墙体隔热层、屋面的保温层等，防止日常使用期间温度应力会影响到砼结构。

2.2提高建筑结构设计人员整体素质

设计人员在进行图纸的设计时，应该将施工过程的注意事项进行明确，这也是制定施工方案的前提和基础。施工方案是由设计人员来制定的，所以施工人员的素质对一项建筑工程来说是尤为重要的，其与建筑的施工质量同处于工程的核心位置，应该引起足够的重视。另外，施工人员的责任意识也是施工中的重要关键点，万万不可忽视。在具体的施工中，有必要对施工人员进行定期的考核，以便使其专业能够得到最大限度的保证。还要及时倾听他们的心声，包括工作中遇到的问题和创新思想，使其充分认识到自身存在的价值和意义，增强工作的积极性。那些素质低下，缺乏责任心的施工人员应辞掉，让整个施工队伍更为专业、健康的发展。

2.3做好混凝土建筑物的浇筑施工技术控制

设计中需要对混凝土浇筑的顺序及浇筑方法、注意事项，以便最大限度的降低裂缝的发生几率。浇筑施工过程是比较复杂的，涉及到的因素也很多，也需要施工人员具有更高的职业素养，所以对施工人员进行技术上的专业培训是必不可少的，施工人员的专业技能提升了，工程质量才能得到保证。另外，通过在地下埋设水管也是一种比较好的散热方法。浇筑方面钢筋位置的控制，合理地对钢筋的位置进行控制，防止位移，导致工程事故的发生。

2.4严格原材料的选材程序

从总体而言，原材料的质量是比较好控制的，但出现问题的几率也比较高，很多建筑工程的例子都可以有力的说明这一问题。有的施工单位受到利益驱使，施工的原材料会选择那些价格便宜的，原材料的性能也将大打折扣。还有的施工单位，虽然认识到了原材料的重要性，但受到材料采购人员和质量检测人员自身素质和专业能力的限制，原材料就在这期间出现了问题，很多不合格的原材料就此混入了施工现场，进而造成了施工质量难以合乎标准，所以在设计阶段就要对材料的搭配性及材料规格、品种进行明确，便于材料的选择，还要以国家的相关标准和设计图纸要求为材料选择根本标准，还要尽量与信誉度高的厂家合作，审核时，必须按照相关程序，严把材料质量关，这样才能最大限度的减少施工质量问题的出现，在此过程中还能够降低整个工程的施工成本。

2.5设置混凝土后浇带

后浇带，是解决不能设置伸缩缝时的一种解决方式。后浇带一般设计为，在楼层结构剪力较小处留置1米左右宽度的梁板混凝土，在相邻混凝土完成浇筑一段时间以后，才采用微膨胀混凝土进行浇筑。设置后浇带能够有效地解决不适宜设置伸缩缝的结构混凝土，浇筑和固化过程的伸缩变形而产生裂缝问题。甚至，后浇带能解决建筑前期固结敏感土质上的沉降差问题。但是，后浇带无法解决后期使用过程中，混凝土温度变形和结构不均匀沉降变形产生裂缝的问题。

结语

通过文章的分析，可以了解到在建筑结构设计时，就应该充分考虑到可能出现的裂缝问题，还要在设计图纸中将措施和要求一一标注清楚，把好防裂缝的第一道防线。在具体的施工中建筑质量的安全固然重要，但也不可忽视建筑结构设计的合理性问题。总而言之，在建筑结构设计时，对于裂缝等诸多问题的考量是必要也是必须的，设计人员在设计工作应不断钻研，不断探索，争取设计出更多更好的建筑精品，实现建筑快速、健康、稳定发展，同时也为我国的经济建筑提供更多支持。

参考文献：

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